Каркасное строительство частных домов и дач

Каркасное строительство частных домов и дач

История каркасного строительства

После Второй мировой войны в Америке и Канаде широко стали применять технологию строительства каркасных домов. Возведение таких малоэтажных зданий помогло решить проблему острого дефицита качественного индивидуального жилья. В России сегодня такие дома называют «канадскими».

В основном принято считать, что каркасные дома – это только одноэтажные постройки. Однако в Скандинавских странах, Европе и США давно строят многоэтажные каркасные дома. В 2006 году в Швейцарии было возведено первое каркасное деревянное шестиэтажное строение.

Российские обыватели довольно часто уверены, что каркасный дом непрочен и ненадежен. Причиной тому недостаток знаний и самостоятельное строительство из подручных материалов. Конечно, качество «самопальных» каркасных домиков оставляет желать лучшего.

Надежность каркасных домов

Каркасное здание, возводимое в соответствии со специальной технологией из качественных материалов и заводских деталей долговечно и прочно. Деревянные брусья и доски из хорошей древесины, высушененной до нужной влажности сильно не деформируются.

Большое значение для долговечности и прочности каркасного дома имеет грамотная профессиональная сборка конструкции. Необходимо четкое следование определенной технологией последовательности операций.

В современной каркасной конструкции большое количество составных частей, поэтому конструкторы разработали новые виды крепежа. Если раньше заготовки соединялись при помощи шипов, то сегодня используют деревянно-металлические крепления на сквозных нагелях, зубчатых скрепляющих платинах или гвоздях. Применение клееных заготовок увеличивает прочность каркаса.

Можно смело утверждать, что современные каркасные здания, построенные с соблюдением всех правил выдержат и землетрясение, и сильный ветер. И уж тем более, вопреки бытующему мифу, стена не разрушится от удара кулаком. Тем более что толщина стен, так называемых «сэндвичей», достигает 30 сантиметров.

Быстрота сборки

Основополагающий принцип каркасной технологии – минимизация сроков строительства. Готовый дом за полтора месяцев. Такая «быстровозводимость» нередко настораживает будущих домовладельцев. Однако быстрота возведения каркасного здания не отражается на его качестве.

При строительстве используются материалы, которым не нужно время на удаление из них излишней влаги или на отвердение, как для бетона и штукатурки. Каркасные дома не подвержены усадке за счет того, что древесина для каркаса изготавливается в заводских условиях, где обеспечивается просушивание до необходимой влажности. Древесина полностью подготовлена к условиям эксплуатации и быстрой надежной сборке.

Срок строительства по каркасной технологии сокращается дополнительно за счет того, что на площадку привозят уже готовые, собранные на заводе в виде отдельных блоков, элементы конструкций дома.

Тепло и уютно

Еще одно расхожее мнение, что в каркасном доме холодно, и он не держит тепло, не верно. Бесшовная технология, при которой ветро- и влагозащитные материалы, тепло- и звукоизоляция зашивают в каркас, обеспечивают непродуваемость строения. Современная система вентиляции гарантирует оптимальный воздухообмен, создавая в доме комфортный режим: ни холодно, ни душно.

Неправильный монтаж утеплителей и инженерных систем, использование сырых некачественных древесных материалов приводят к проблемам, из которых потом и рождаются мифы. Несмотря на простоту каркасной технологии, она требует профессионализма. Только грамотно собранный каркасный дом будет прочным, теплым и уютным.

Преимущества

Постройка собственного дома для большинства граждан нашей страны все еще остается далекой мечтой, воплощением которой они занимаются всю жизнь. Для семьи среднего достатка строительство кирпично-бетонного дома может оказаться непосильной ношей, которое потребует немало средств и достаточно продолжительного времени.

Хорошей альтернативой здесь может быть сооружение каркасного дома. Данная технология строительства широко применяется в большинстве стран Европы, а также в США и Канаде. Основой такого дома является деревянный каркас из высушенного бруса, в который затем укладываются тепло- и пароизоляционные материалы. С внутренней стороны каркас обычно обшивается гипсокартоном, а снаружи – цементно-стружечной плитой или другим аналогичным материалом.

 

Благодаря такой технологии, каркасные дома обладают рядом преимуществ перед традиционным кирпичным домом:

1. Каркасный дом весит в 5-6 раз меньше кирпичного, а значит, нет необходимости сооружать дорогостоящий глубокий фундамент и ждать два сезона его усадки. Обычно такой дом возводится на ленточном или столбчатом фундаменте.

2. Отсутствие усадки позволяет проводить отделочные работы сразу после завершения строительства.

3. В процессе сборки каркасного дома есть возможность «спрятать» все коммуникации и электропроводку внутрь стен, что позволяет сделать внешний вид здания более эстетичным.

4. Благодаря применению теплоизоляционных материалов, существенно снижаются затраты на обогрев такого помещения.

5. Каркасный дом может удовлетворить любые требования по архитектурному исполнению. Отделку фасада можно производить любыми предназначенными для этого материалами (сайдинг, кирпич), также возможны различные варианты кровли (ондулин, металлочерепица).

6. И, конечно, одним из главных преимуществ каркасного дома является более низкая цена его возведения по сравнению с традиционными способами.

7. За исключением заливки фундамента, которому противопоказаны отрицательные температуры, работы по сборке каркасного дома можно проводить в любое время года.

8. Работы от проекта до отделки обычно занимают 2-3 месяца, что также является большим плюсом в пользу выбора каркасного дома.

Общая характеристика

Кратко о коттеджном строительстве:

В основу капитального и коттеджного строительства заложен принцип управления его качеством и общедоступность для граждан со средними доходами. Существенное удешевление строительства предусматривается наличием собственной производственной базы, выполнения объёма работ собственными силами, с минимальным привлечением дорогостоящих подъёмно-транспортных механизмов. Это предопределяет необходимость применения технических решений, при которых основной объём здания образован наружными стенами, а планировочные решения — индивидуальны и позволяют предусмотреть наличие самых различных по своей функциональности помещений.

I. Фундаменты

В зависимости от выбранной конструкции, функциональности и смотря какая общая характеристика каркасных домов — возможны следующие варианты фундаментов: монолитные и из сборного бетона — для капитального строительства, и мелкозаглубленные для малоэтажных жилых зданий. Учитывая направленность строительного производства в сторону коттеджного и дачного, следует отдать предпочтение обоснованию мелкозаглубленных фундаментов. Их применение отвечает условиям эксплуатации и уменьшает общую стоимость строительства. Учитывая состав грунтов Московской области, 80%.из них относятся к пучинистым, т.е. увеличиваются в объёме, что приводит к подъему слоев грунта в пределах глубины его промерзания. Фундаменты при этом подвергаются выпучиванию, т.к. конструктивы малоэтажных зданий имеют небольшую удельную нагрузку и не уравновешивают силы пучения. Применяемые при этом фундаменты на глубину промерзания не обеспечивают устойчивость легких строений, т.к. они имеют развитую боковую поверхность, на которую действуют большие по значению касательные силы пучения. Мелкозаглублённые фундаменты являются одним из путей решения проблемы строения на пучинистых грунтах малоэтажных зданий.

 

В соответствии с главой СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» глубину заложения фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания, если «специальными исследованиями и расчетами установлено, что деформация грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушает эксплуатационную пригодность сооружения.» Основной принцип конструирования мелкозаглублённых фундаментов зданий с несущими стенами на пучинистых грунтах заключается в том, что ленточные фундаменты всех стен здания объединяются в единую систему и образуют достаточно жёсткую горизонтальную раму, перераспределяющею неравномерные деформации основания. Для защиты подполья от отсыревания необходимо обеспечить их вентиляцию, через специальные продухи расположенные в цоколе. Конструкции фундаментов, наличие подвальных и полуподвальных помещений решаются индивидуально.

 

II. Перекрытия

1. Перекрытия по деревянным балкам:

Несущие деревянные балки опираются на цоколь и для увеличения поперечной жесткости, врезаются в обвязку. Шаг и сечение балок предусматривается исходя из расчёта расположения несущих осей требуемой жёсткости и теплоизоляции плоскости. К балкам крепится черепной брусок по которому следует дощатый настил (черновой пол), пароизоляция, утеплитель, покрытие пола. Деревянные элементы подлежат антисептированию.

2. Комбинированное, металл -дерево:

В этом случае роль несущих выполняют металлические балки (двутавр), с рассчитанным сечением и шагом. В поперечном отношении заводятся деревянные балки. Черновой пол опирается на полки металлических балок, далее следует пароизоляция, расчётное сечение утеплителя, дополнительные лаги, настил пола. Если перекрытие межэтажное то опирание утеплителя выполняется на обратную плоскость потолка, который крепиться к деревянным балкам. Метал грунтуется, дерево антисептируется. Перекрытия по балкам рассчитаны на бе зкрановый монтаж.

3. Бетонное перекрытие:

Осуществляется плитами перекрытия или монолитной плитой с опиранием на несущие оси. Лаги укладываются по плоскости через гидроизоляцию, пространство между лагами заполняется утеплителем, по балкам укладывается дощатый настил. Возможны другие варианты монтажа пола в зависимости от применяемого покрытия. Несущие элементы перекрытия не должны нарушать или прерывать теплоизоляционный слой в местах их опирания на наружную стену. По этому несущие балки и плиты перекрытия заглубляются в наружные стены на ограниченное расстояние.

4. В ряде случаев полы можно устраивать непосредственно по грунту:

При этом необходимо произвести утепление плоскости и обеспечить защиту элементов пола от капиллярного подсоса на относительно сухих грунтах, и от влаги на грунтах при высоком расположении грунтовых вод. По утрамбованному песку устраивается бетонная стяжка, поверх которой укладывается два слоя гидроизоляции. Затем укладывают антисептированные лаги поверх которых устраивается покрытие пола. Пространство между лагами заполняется утеплителем.

Возможны другие варианты перекрытий, конструктивные особенности которых согласовываются отдельно

III. Стены

Конструктивные решения наружных и внутренних стен могут быть различными при условии соответствия наружных стен требованиям теплоизоляции в зависимости от временной эксплуатации сооружения.

Возможны варианты наружных стен:

— трёхслойные стены с теплоизоляционными плитами (могут использоваться любые строительные материалы: кирпич, керамзитобетон, блоки из ячеистого бетона и др., минеральные теплоизоляционные плиты при этом обеспечивают требуемую теплозащиту стен);

— стена из обыкновенного глиняного кирпича и утеплением теплоизоляционными плитами (кирпичная кладка толщиной 250-380 мм., плита, кирпичная кладка толщиной 120 мм);

— стена из керамического (облицовочного) кирпича и газобетонных блоков сечением 400 мм., и плотности не ниже Д 400;

— деревянные каркасные с утеплением от 50 до 150 мм., и наружной отделкой (кирпичом, сайдингом, вагонкой);

— деревянные брусовые, с отделкой (кирпичом, сайдингом, вагонкой и доутеплением от 50 до 100 мм., несгораемым минераловатным утеплителем.

Перегородками в доме отделяются различные помещения друг от друга, а наличие несущей перегородки вызвано необходимостью увеличения жёсткости конструктива и усиления межэтажного перекрытия. При этом перегородки должны обеспечивать необходимую звуко и теплоизоляцию. Традиционной конструкцией являются перегородки из: кирпича, ячеистых блоков, каркасные заполненные утеплителем, брусовые, обшитые вагонкой, гипсокартонными листами и др. материалами.

IV. Теплоизоляция

Для обеспечения надёжной теплоизоляции строения, в сочетании с утеплителем необходимо применять гидропароизоляционные материалы для его защиты от увлажнения. При этом теплоизоляция укладывается непрерывно, с тем, чтобы не было разрывов и не образовывались «мостики холода». При утеплении межэтажных перекрытий, утеплитель должен укладываться на наружную стену, перекрывая утепляющий слой стены.

При устройстве мансардного этажа, также иметься возможность горизонтального, вертикального и наклонного утепления, необходимого сечения. В этом случае с внутренней стороны утеплителя укладываются пароизоляционный слой, а затем помещение мансарды обшивается. Между утеплителем и покрытием кровли предусматривается вентилируемая воздушная прослойка. Теплоизоляционный слой не должен прерываться при сопряжении элементов конструкции. От правильно выбранного утепления, зависит функциональность строения, расходы на отопление, условия и комфорт.

V. Кровля

Выбор кровельной системы, должен обеспечивать защиту дома от любых погодных условий и иметь максимальную эстетичность. В основном, конструкции крыш и наклонных элементов мансарды — деревянные. В отдельных случаях наружные стены возводятся 1\5 высоты мансарды, по конструктиву аналогичных первому этажу (или имеют меньший удельный вес), в этом случае полезная площадь мансардного этажа используется по периметру первого. Кровля в зависимости от возможностей и вкусов заказчика может быть выполнена из разнообразных материалов, но надёжность и точность соблюдения технологии строительства, особенно при увеличении степени сложности монтажа, могут гарантировать только специалисты. Совместный индивидуальный подход, позволяет получить практически неограниченный диапазон стилистических решений архитектурного образа дома.

Технология «Платформа»

«Платформа» предполагает сборку дома из каркасных модулей с последующей обшивкой и созданием теплоизоляционного слоя. Подвальные и межэтажные перекрытия при этом служат платформой (поддоном) для сборки каркаса следующего этажа.

Детали каркаса изготавливаются на заводах и имеют небольшой вес. Каркасные конструкции специалисты компании «Олимпия» собирают непосредственно на перекрытиях в горизонтальном положении и затем устанавливают вертикально. Все элементы скрепляют гвоздями.

После установки каркаса в доме монтируются необходимые коммуникации, после чего каркас обшивается сначала снаружи, а затем, после укладки теплоизоляционного материала, изнутри.

Достоинства:

возможность сборки без строительных лесов и специального инструмента;

возможность самостоятельно изготовить все элементы каркаса;

высокая скорость строительства;

низкая стоимость строительства

возможность использования минеральной ваты или целлюлозного утеплителя, которые не представляют никакой опасности для здоровья;

малый вес здания.

Недостатки:

слабая звукоизоляция (типична для всех каркасных зданий);

сравнительно низкая огнестойкость;

существование «холодных мостиков» - участков с очень слабой теплозащитой;

сравнительно небольшой срок службы;

существенное влияние «человеческого фактора» на итоговое качество дома.

Технология SIP

Строго говоря, SIP-технология является не каркасной, а каркасно-панельной, поскольку она предполагает сборку дома из панелей заводского производства. Такая панель представляет собой «бутерброд», состоящий из двух листов OSB-3, между которыми находится слой пенополистирола.

Достоинства:

высокая скорость строительства – дом собирается в считанные недели, и даже дни;

высокая прочность – в 2004 году ураган Чарли, прошедший через городок Порт-Шарлотт (штат Флорида, США), не смог справиться только с домами, построенными по SIP-технологии. Скорость ветра по разным оценкам, составляла от 120 до 140 километров в час;

энергоэффективность – производители SIP-панелей утверждают, что такие дома в 1,5 раза теплее традиционных каркасных;

малый вес позволяет использовать недорогой фундамент на винтовых сваях

в связи с отсутствием усадки можно начинать отделочные работы сразу же после завершения строительства;

ремонтопригодность – заменяя поврежденные панели и фрагменты каркаса, можно ремонтировать дом практически бесконечно.

Недостатки:

сложности в прокладке коммуникаций;

экологичность – в состав ориентированно-стружечной плиты входят фенол и формальдегид, а пенопласт при нагревании может высвобождать стирол. При комнатной температуре эмиссия стирола минимальна, но он имеет свойство накапливаться в организме. При нагреве до 100 градусов и более эмиссия стирола возрастает многократно.

Фахверковая технология

Главным отличием фахверковой технологии от обычной каркасной-рамочной является внешняя отделка здания. Она оставляет каркас открытым (как минимум снаружи, а иногда и внутри), что придает дому характерный внешний вид. В некоторых зданиях в качестве отделочного материала используют стеклянные панели, что делает дом особенно уютным и привлекательным.

Достоинства и недостатки фахверковой технологии такие же, как у каркасно-рамочной.

Фундамент

Обсуждая технологии строительства каркасных домов, было бы неправильным не сказать несколько слов о фундаменте, который во многом определяет прочность и особенно долговечность здания.

В качестве основания для каркасного дома могут быть использованы:

сборный ленточный фундамент;

монолитный ленточный фундамент;

столбчатый фундамент;

свайный фундамент;

фундамент по технологии ТИСЭ.

Каждый тип фундамента заслуживает описания в отдельной статье, а потому мы не станем останавливаться на них подробно. Отметим лишь, что при выборе и расчете основных параметров фундамента следует принять во внимание тип и глубину промерзания грунта, глубину залегания грунтовых вод, общую площадь и массу конструкции дома с учетом возможной снеговой нагрузки на крышу (150- 200 кг на квадратный метр), а также предметов обстановки и людей.

Несущие конструкции

Несущие конструкции каркасного дома чаще всего изготавливают из цельного или клееного бруса и обрезной доски. Обычно для каркаса используются пиломатериалы, полученные из древесины сосны или ели – просто потому, что они повсеместно доступны и недороги. Недостаточная влаго- и биостойкость еловой и сосновой древесины компенсируется использованием антисептических пропиток.

Теплоизоляционные материалы

В качестве теплоизоляционного материала для стен и перекрытий в каркасных домах могут быть использованы:

Эковата

Эковата или целлюлозный утеплитель – сыпучий продукт, получаемый разделением макулатурного сырья на отдельные целлюлозные волокна. Помимо целлюлозы в состав эковаты входит примерно 12% (по массе) борной кислоты и 7% буры. Борная кислота используется в качестве антисептика, бура – в качестве антипирена и одновременно защиты от грызунов. Коэффициент теплопроводности - 0,036 Вт/м К. Поставляется в сыпучем виде.

Для закладки целлюлозного утеплителя используют специальное оборудование, которое вдувает слегка смоченную или сухую целлюлозу, заполняя все щели. При смачивании эковаты лигнин, входящий в ее состав, активизируется и выполняет функцию клея. Это позволяет использовать ее для заполнения вертикальных полостей. Продолжительность высыхания эковаты – 3-7 дней.

Эковата абсолютно экологична, она обладает отличными звукоизолирующими свойствами, а технология ее закладки позволяет заполнить мельчайшие щели, надежно защитив здание от утечек тепла. К сожалению, у нее есть и недостатки. Закладка ваты невозможна без использования специального оборудования, а это вынуждает привлекать сторонних специалистов и повышает стоимость строительства. Кроме того, после сильного намокания и последующего высыхания, теплоизоляционные свойства целлюлозного утеплителя не восстанавливаются.

Утепление каркасного дома

Утепление каркасного дома – важнейший этап его строительства, от которого зависит комфорт будущего проживания. Теплоизоляция стен дает возможность как можно дольше поддерживать в помещениях благоприятную температуру, летом защищает от жары, а зимой оберегает от холода.

Как правило, теплоизоляционный материал занимает примерно 80% стены каркасной постройки. Но важно понимать, что утеплитель сам по себе еще не создает в доме теплоту. Он выступает в качестве преграды, отделяющей погодные условия внешней среды от микроклимата внутри дома.

Какие материалы могут использоваться для утепления каркасного дома? Вариантов множество. Рассмотрим самые популярные из них.

Минеральная вата

Данный тип теплоизоляционного материала – пожалуй, один из самых распространенных. Минеральная базальтовая вата может иметь вид плит либо волокнистого вещества. Она отличается не только хорошими теплоизоляционными свойствами, но и отличной звукоизоляцией.

Однако существенный недостаток этого утеплителя – его токсичность. Кроме того, материалы такого рода очень плохо воспринимают влажность, в связи с чем минеральная вата должна применяться вместе с дополнительной гидроизоляцией.

Эковата

Эковата, в отличие от минеральной - это целиком натуральный материал, который позволяет полностью соорудить дом из природных материалов. Все ее компоненты нетоксичны и безопасны для здоровья.

Эковата – это измельченная газетная бумага, пропитанная химическими составами, например, солями борной кислоты, которые делают целлюлозу негорючей и предохраняют от гниения. Такой утеплитель отличается прекрасными характеристиками как тепло-, так и звукоизоляции, а также довольно быстро монтируется.

Из недостатков можно упомянуть необходимость привлекать к монтажу специалистов, что сильно увеличивает общую стоимость утепления, самостоятельная же укладка эковаты практически невозможна.

Пенопласт

Пенопласт, несмотря на ряд своих недостатков, давно и успешно применяется в утеплении стен каркасных домов. Достоинства утепления этим материалом заключаются в первую очередь в том, что он не требует дополнительных влагозащитных мембран, поскольку не впитывает влагу. Кроме того, пенопласт легок, в связи с чем удобен в монтаже, а сам процесс утепления обходится намного дешевле, чем в случае, например, с эковатой.

Недостатки данного типа утеплителя – это плохая шумоизоляция и горючесть. Причем, во время горения выделяются токсичные вещества.

Пенополиуретан

Пенополиуретан – также один из неплохих современных материалов для утепления домов из каркаса.

Он не токсичен, не горюч и способен обеспечивать хорошую теплоизоляцию в широком диапазоне температур.

Процесс утепления пенополиуретаном сводится к тому, что в распылитель направляются два жидких компонента, которые смешиваются под влиянием воздуха. Полученная смесь попадает на поверхность стены, где вспенивается и затвердевает.

Преимущества такого утепления – быстрота нанесения материала и хорошие теплоизоляционные свойства. Основной недостаток – высокая цена, которая значительно превышает стоимость прочих утеплительных технологий.

Таковы основные категории теплоизоляционных материалов для каркасного дома. В заключение хочется отметить, что утепление – это не тот этап строительства, на котором стоит экономить. Выбирая дорогой и качественный утеплитель, а также оплачивая работу квалифицированных специалистов-монтажников, вы обеспечиваете себе долгое и бесхлопотное проживание в теплом и уютном каркасном доме.

Каркасное строительство частных домов и дач